甲醇與水在一定的溫度和壓力下，通過催化劑的作用，發(fā)生催化裂解反應和一氧化碳變換反應，終產生氫氣與二氧化碳的混合氣體。這個反應系統(tǒng)相當復雜，涉及多個組分和反應。主要反應包括甲醇的加水裂解，生成一氧化碳和氫氣，以及一氧化碳與水反應生成二氧化碳和氫氣。經過換熱、冷凝和分離后，可以得到氫含量約為74%、二氧化碳含量約為5%以及一氧化碳含量約為5%的轉化氣。甲醇的單程轉化率高達95%以上，未反應的原料則循環(huán)使用。隨后，轉化氣通過變壓吸附裝置進行分離提純，從而獲得高純度的氫氣。PSA變壓吸附工藝是氫氣分離的重要方法。它利用氣體組份在吸附床中的吸附特性差異，實現(xiàn)氫氣的分離提純。在固定吸附床中，通過充填吸附劑，含氫混合氣體在特定壓力下進入吸附床。由于不同組份的吸附特性不同，它們會在吸附床的不同位置形成吸附富集區(qū)。強吸附組份（如二氧化碳）會富集在吸附床的入口端，而弱吸附組份（如氫氣）則會富集在出口端。通過這種方式，可以實現(xiàn)氫氣的有效分離提純。PSA變壓吸附技術能夠制取出純度高達99%~999%的氫氣。PEM水電解制備的綠氫應用于合成氨、煉油、化工、鋼鐵等碳密集型行業(yè)。巴彥淖爾專業(yè)電解水制氫設備銷售

2023年全球電解水制氫項目開始向大型化、萬噸級發(fā)展。據(jù)能景研究統(tǒng)計，2023年1月至12月全球新增建成的電解水制氫項目中，千噸級以上氫氣產能的項目數(shù)量占比增大，由上一年度同期的約12%提升到了29%。其中，2023年全球至少3項達到了萬噸級氫氣產能，其中規(guī)模比較大的是中國中石化新疆庫車綠氫項目，氫氣產能約2萬噸/年，電解槽裝機260MW。另有1萬噸/年氫氣產能項目2項，分別為中國的三峽集團內蒙古納日松光伏制氫項目，電解槽裝機70MW；巴西比較大氮肥企業(yè)Unigel位于卡馬薩里的一期綠氨項目（設計產能1萬噸/年），電解槽裝機60MW。濟南小型電解水制氫設備企業(yè)電解水制氫技術主要分為堿性電解水制氫和質子交換膜（PEM）電解水制氫兩種。

堿性電解水技術比較大的缺點在于工作電流密度較低、電解槽效率不高、占地面積大。特別在冬季，設備需要經過較長時間預熱，啟動時間大概需要2 h。不過堿性電解水電解槽、隔膜等設備、材料的加工、制備工藝在我國已經基本成熟，產業(yè)鏈相對完善，是目前在我國**適合規(guī)模化的技術路線。通過調研了解，目前國內比較大單槽制氫規(guī)模已經達到 3000 Nm3/h，電解槽直流電耗比較低可以達到4.2 kW·h/Nm3。其原理為在兩個電極之間施以直流電，并用隔膜將陰陽兩極分離開來，在陰極水分子被還原，生成氫氣和氫氧根離子，生成的氫氧根離子穿過隔膜到達陽極，在陽極側失電子析氧，生成氧氣和水。

目前，氫氣的制取有三種較為成熟的技術路線：1、以煤炭、天然氣為的化石原料制氫，該技術路線的成本較低、技術成熟，但存在大量溫室氣體的排放，企業(yè)有：中國石化、中國石油等；2、以焦爐煤氣、氯堿尾氣為的工業(yè)副產制氫，該技術路線成本較低，但存在受到原料供應和地點的限制，企業(yè)有：美錦能源、鎮(zhèn)洋發(fā)展等；3、以堿性電解槽和質子交換膜電解槽為的電解水制氫，該技術路線成本較高，制氫成本受限于電價，企業(yè)有：隆基綠能、陽光電源、寶豐能源等。取決于功率的大小，一個PEM電解槽包含數(shù)十甚至上百個電解池。

新興電解水制氫技術海水電解制氫：可直接利用海洋資源，但面臨高鹽度、腐蝕性等挑戰(zhàn)。未來應開發(fā)抗腐蝕催化劑、適用的交換膜，改進電極結構和電解槽裝置。耦合制氫：通過小分子氧化與析氫反應耦合，降**氫能耗，提高能量效率。未來需深入探究耦合機制，開發(fā)經濟環(huán)保的技術并集成到可再生能源系統(tǒng)。研究總結與展望電解水制氫技術取得一定進展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來應提升催化劑性能、降低能耗、研制新型設備，以適應可再生能源并網和清潔能源儲存需求，在能源轉型中發(fā)揮重要作用。在未來的研發(fā)中，制氫設備不斷迭代升級，有望在能源轉型和氫能產業(yè)中發(fā)揮更為重要的作用。巴彥淖爾專業(yè)電解水制氫設備銷售

PEM電解水制氫是潛力的電解水制氫技術，有望成為“綠電+綠氫”生產模式的主流發(fā)展趨勢。巴彥淖爾專業(yè)電解水制氫設備銷售

氫氣，這一無碳綠色新能源，憑借其環(huán)保安全、高能量密度、高轉化效率、豐富儲量以及適用性等特點，在應對環(huán)境危機和構建清潔低碳能源體系中扮演著至關重要的角色。隨著化石燃料資源的日漸枯竭和能源價格的持續(xù)攀升，尋找廉價且儲量豐富的替代能源制氫已成為當務之急。展望未來，生物能、太陽能、風能等可再生能源制氫在21世紀將逐漸嶄露頭角，但就目前而言，從天然氣、甲醇、水等資源中制氫的技術仍相當有競爭力。值得注意的是，煤制氫因對環(huán)境和大氣造成嚴重污染而不被本項目考慮，因此不在討論之列。在選擇國內制氫原料路線時，必須綜合考慮原料資源的可獲得性和成本因素。天然氣制氫工藝雖復雜但技術成熟，甲醇制氫流程簡潔且設備常見，而水電解制氫則操作簡便至可實現(xiàn)全自動無人值守。在制氫純度方面，天然氣和甲醇制氫可達到999%，而水電解制氫在純度更高時可達9999%。同時，不同制氫方式對場地條件也有不同要求，例如天然氣制氫需考慮管道或槽車供應的便捷性，甲醇制氫則原料充足、運輸儲存方便，而水電解制氫的場地條件更為寬松。巴彥淖爾專業(yè)電解水制氫設備銷售